DE2934660B2

DE2934660B2 - Schaltung zur Durchführung von Ab-, Auf- und Überblendungsvorgängen in Laufbildkameras

Info

Publication number: DE2934660B2
Application number: DE19792934660
Authority: DE
Inventors: Günther Dr. 8011 Aschheim Schwab
Original assignee: Braun GmbH
Current assignee: Braun GmbH
Priority date: 1979-08-28
Filing date: 1979-08-28
Publication date: 1981-07-02
Also published as: AT366184B; ATA270680A; DE2934660A1; FR2464500A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Durchführung von Ab-, Auf- und Überblendungsvorgängen in Laufbildkameras gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es sind Laufbildkameras mit Iris- oder Aperturblenden bekannt, bei denen der elektrische Belichtungsregler um einen bestimmten Betrag verstimmt wird, wenn eine Auf- oder Abblendung vorgenommen werden soll. Durch diese Verstimmung wird die Blende geöffnet oder geschlossen. Da die Verstimmung in der Regel diskontinuierlich erfolgt, ist auch die Auf- oder Abblendung diskontinuierlich.

Aus der DE-OS 27 34 309 ist eine kinematographische Kamera bekannt, die eine Schaltung zur stetigen Veränderung der Blende enthält Die bekannte Schaltung weist eine Blendenregelvorrichtung auf, die einen elektromagnetischen Antrieb zur Einstellung einer Aperturblende, einen hinter der Aperturblende vorgesehenen lichtempfindlichen Empfänger, einen Belichtungs-Sollwertgeber, sowie eine Vergleichsschaltung enthält Die Vergleichsschaltung ist einerseits mit einer auf eine feste digitale Signal-Kombination einstellbaren und/oder durch eine Programmsteuer-Vorrichtung auf zeitlich veränderbare Signal-Kombinationen einstellbaren digitalen Wahlvorrichtung als Sollwertgeber und andererseits mit dem Start-Stop-Steuereingang sowie mit dem Richtungssteuer-Eingang einer Steuerschaltung für den elektromagnetischen Antrieb der Aperturblende verbunden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltung zur Durchführung von Ab-, Auf- und Überblendungsvorgängen in Laufbildkameras mit stetiger Veränderung der Blende vorzusehen, die einen problemlosen Einsatz eines auch weitere Kamerafunktionen steuernden Mikrocomputers gestattet

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst
Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil besteht insbesondere darin, daß mit der erfindungsgemäßen Schaltung ein in modernen Laufbildkameras ohnehin vorhandener Mikrocomputer problemlos für eine kontinuierliche Blendensteuerung eingesetzt werden kann. Durch den Einsatz eines solchen Mikrocomputers kann eine große Gleichmäßigkeit und Linearität des Auf- und Abblendvorgangs, sowie von Überblendvorgängen erzielt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigt

F i g. 1 eine Schaltungsanordnung mit Micocomputer, mit der sich eine lineare Überblendung bzw. Auf- und Abblendung durchführen läßt,

F i g. 2 eine zweite Schaltungsanordnung zur Durchführung linearer Auf-, Ab- und Überblendungen,

F i g. 3 den Kurvenverlauf der Spannung, die den Motor für den Antrieb einer Irisblende ansteuert.
In der F i g. 1 ist schematisch eine Irisblende 1 gezeigt, die mit Hilfe eines Gleichstrommtors 2 verstellt werden kann. Das durch die Irisblende 1 tretende Licht fällt auf ein Silizium-Fotoelement dem mehrere Filmempfindlichkeitsschalter 4, 5, 6 parallel geschaltet sind, wobei durch das Schließen der Schalter einer der in Reihe geschalteten Widerstände 7, 8, 9 kurzgeschlossen wird und hierdurch eine bestimmte Empfindlichkeit des in der Kamera verwendeten Films vorgibt.

Ein Anschluß des Silizium-Fotoelements 3 ist mit der Batteriespannung verbunden, während ein anderer Anschluß dieses Elements auf den positiven Eingang eines Operationsverstärkers 10 geführt ist. Der negative Eingang dieses Operationsverstärkers 10 ist über einen Widerstand 11 mit der Batteriespannung t/Sund über einen weiteren Widerstand 12 mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 10 verbunden. Weiterhin liegt der negative Eingang des Operationsverstärkers 10 an einer Belichtungskorrektureinrichtung 13, die vier Widerstände f4, 15, 16, 17 und einen Umschalter 18 aufweist. Mit dieser Belichtungskorrektureinrichtung 13

b^r> kann willkürlich in die Blendenverstellautomatik eingegriffen werden, um auf- oder abzublenden. Der Operationsverstärker 10 wirkt also als Soll-Istwert-Vergleicher, auf dessen einen Eingang der Istwert vom

Fotoelement 3 und auf dessen anderen Eingang der Sollwert von der Belichtungskorrektureinrichtung 13 gegeben wird.

An den Ausgang des Operationsverstärkers 10 ist die Kathode einer als Spitzengleichrichter wirkende Diode 19 angeschlossen, die mit ihrer Anode an dem positiven Eingang eines zweiten Operationsverstärkers 20 liegt Über einen mit einem Widerstand 21 parallelgeschalteten Kondensator 22 ist die Anode dieser Diode an Batteriespannung UB gelegt Der negative Eingang des Operations /srstärkers 20 ist über einen Widerstand 23 mit einem Microcomputer 24 sowie über einen Kondensator 25 mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 20 verbunden Dieser Operationsverstärker 20 ist als Integrator geschaltet der die ihm vom Microcomputer zugeführten Rechteckimpulse aufintegriert und in eine entsprechende Analogspannung umwandelt Der Ausgang des Operationsverstärkers 20 isi über einen Widerstand 26 mit dem negativen Eingang eines dritten Operationsverstärkei s 27 verbunden, der als Leistungsverstärker wirkt und mit seinem positiven Eingang über einen Widerstand 28 an Masse und über einen Widerstand 29 an Batteriespannung UB liegt, woDei sein Ausgang auf den Motor 2 geführt ist. Im negativen Rückkopplungszweig des Operationsverstärkers 27, befindet sich noch ein Widerstand 30. Mit dem Motor 2 ist ein vierter Operationsverstärker 31 verbunden, dessen Ausgang auf den negativen Eingang rückgekoppelt ist Der positive Eingang des Operationsverstärkers 31 liegt über einem Widerstand 32 an Masse und über einem Widerstand 33 an der Batteriespannung UB. Von den Anschlüssen des Microcomputers 24 sind nicht alle dargestellt, es sind jedoch einige gezeigt, die sich mit anderen Kreuzen und somit in mutliplikativer Weise Kreuzspunkte 34 bilden. Eine entsprechende Schaltung ist bereits in F i g. 1 der als bekannt geltenden DE-OS 28 32 033 vorgeschalgen worden.

Die beiden Operationsverstärker 27, 31 bilden eine Art Brückenschaltung, in deren Mitte sich der Motor 2 befindet Der Operationsverstärker 27 erhält von dem als Integrator geschalteten Operationsverstärker 20 ein Steuersignal, wobei der Operationsverstärker 20 seinerseits aus dem Microcomputer 24 gesteuert wird. Dieses¹, aus dem Microcomputer 24 kommende Steuersignal ist während des Normalbetriebs eine Rechteckspannung mit der Amplitude der Batteriespannung UB und mit dem Tastverhältnis 1:1, so daß am negativen oder invertierten Eingang des Operationsverstärkers 20 eine Spannung von UBI2 ansteht, die der Abgleichspannung entspricht, d.h. sie kompensiert die am positiven Eingang anstehende Spannung UB für eine halbe Periode. Der den Motor 2 regelnde Kreis arbeitet dann so, als ob die vom Microcomputer 24 kommende Steuerleistung nicht vorhanden wäre, denn wenn UB kompensiert ist, ist nur noch die über die Oiode 19 kommende Spannung relevant

Wird nun eine Abblendung mit Hilfe eines der Schalter 34 ausgelöst, so verändert der Microcomputer 24 kontinuierlich und bildsynchron das Tastverhältnis, bis am Ende der Abblendung, z. B. nach 64 Bildern, eine Rechteckspannung mit dem Tastverhältnis 1 :0, also eine Gleichspannung UB, ausgegeben wird. Diese sich verändernde Rechteckspannung täuscht am Operationsverstärker 20 einen höheren Fotostrom vor, so daß sich die Blende 1 als Folge der Regelung schließt. Die kontinuierliche und gleichmäßige Veränderung des Tastverhältnisses bewirkt eine lineare Verringerung des Fotostroms und damit eine Verringerung der Intensität des auf den Film fallenden Lichts. 'Zum Wiederaufblenden wird das Tastverhältnis in umgekehrter Richtung verändert

Die Steuerleitung für das Ab-, Auf- und Überblenden bilden die bereits erwähtnen Kreuzungspunkte 34.

In der Fig.2 ist eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung dargestellt, die jedoch einige wesentliche Merkmale mit der Schaltungsanordnung der F i g. 1 gemeinsam hat Hierbei ist wieder ein Silizium-Fotoelement 35 vorgesehen, das mit einem Verstärker integriert ist Derartige integrierte Fotoelemente sind beispielsweise, unter der Bezeichnung TFA 1001 (Siemens), auf dem Markt erhältlich. Das Fotoelement 35 liefert zwischen dem Anschluß 36, an dem die Versorgungsspannung von 3,1 Volt ansteht, und dem Anschluß 37, der den eigentlichen Ausgang darstellt, einen Fotostrom, der linear von der Beleuchtungsstärke abhängt Es soll nun zunächst der Normalfall der Blendenregelung betrachtet werden, bei

dem keine Ab-, Auf- oder Überblendung stattfindet In diesem Fall erzeugt der Fotostrom an einem regelbaren Widerstand 38 eine Spannung, die über einen Spannungsfolger 39 niederohmig gemacht wird. Die Ausgangsspannung des Spannungsfolgers 39 wird an einem aus den Widerständen 40, 41 bestehenden Spannungsteiler, der zur Belichtungskorrektur dient, sowie an einem aus den Widerständen 42, 43 bestehenden Spannungsteiler, der für die Geschwindigkeitskorrektur vorgesehen ist, so heruntergeteilt, daß die herunterge-

JO teilte Spannung mit der Sollwertspannung U soll in abgeglichenen Zustand identisch ist Die Belichtungskorrektur dient dazu, um gewollte Über- oder Unterbelichtungen zu erzeugen, während die Geschwindigkeitskorrektur dafür vorgesehen ist, eine Anpassung der Belichtungsregelung an den verschiedenen Laufgeschwindigkeiten der Kamera vorzunehmen. Dis bedeutet, daß der am Silizium-Fotoelement 35 sich einstellende Strom um so größer wird, je stärker die Spannung heruntergeteüt ist. Der Sollwert Usoii wird von den Widerständen 44, 45 bestimmt wenn der Transistor 46 durchgeschaltet ist, was bei entladenem Kondensator 47 der Fall ist. Der Operationsverstärker 48, dessen Eingänge mit jeweils einem Widerstand 59, 60 verbunden sind, verstärkt eine eventuell bestehende Abweichung zwischen Soll- und Istwert, so daß sich an der Anode der Diode 49, deren Kathode mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 48 verbunden ist, eine von der Betriebsspannung des Siliziumelements 35 und dem positiven Anschluß des Motors 2 abweichende

so Spannung einstellt Der Ausgang des Operationsverstärkers 48 ist mit der als Spitzengleichrichter wirkenden Diode 49 zusammengeschaltet, um auch bei geöffnetem Verschluß 1 den Fotostrom zu speichern. Als eigentlicher Regelverstärker ist der Operationsverstärker 50 vorgesehen, in dessen Rückkopplungszweig ein Widerstand 51 und ein zu diesem Widerstand 51 parallel geschalteter Kondensator 52 liegt Dieser Operationsverstärker liefert die Leistung für die Nachführung des Motors 2. Der negative Eingang des

fco Operationsverstärkers 50 ist sowohl über einen mit einem Widerstand 61 in Reihe geschalteten Kondensator 62 als auch über einen Widerstand 63 mit einer 3,1-Volt-Spannungsquelle verbunden. Der positive Eingang dieses Operationsverstärkers 50 dagegen über der

^h"> Paieinschaltung eines Widerstandes 64 mit einem Kondensator 65 an der Kathode einer Zenerdiode 66, an die auch mit der Sollspannung verbundene Widerstand 67 liegt. Ferner ist dieser positive Eingang des

Operationsverstärkers 50 über einen Widerstand 68 mit dem Eingang des Operationsverstärkers 48 verbunden. Der mit dem Minuseingang des Motors 2 verbundene Operationsverstärker 69 wird mit 6- bis 9-Volt-Spannung versorgt und liegt mit seinem positiven Eingang ^r, über einem Widerstand an Masse und über einem weiteren Widerstand 71 an der Kathode der Zenerdiode 66. Der negative Eingang dieses Operationsverstärkers ist an die 3,1-Volt-Spannung gelegt Die Kathode der Zenerdiode ist auch noch über einen Widerstand 72 mit ι ο der 6- bis 9-Volt-Spannung verbunden. Hierbei bestimmen die Widerstände 59 und 68 die Verstärkung des Operationsverstärkers 48, während der Widerstand 60 zur Offsetstromkompensation dient Der Widerstand 67 ist ein »pull-upe-Widerstand, mit dem erreicht wird, daß die Spannung am Kollektor des Transistors 46 bis zur Zenerspannung ansteigen kann. Während der Kondensator 65 als Speicherkondensator für den Spitzenwertgleichrichter vorgesehen ist, dient der Widerstand 64 als Entladewiderstand für diesen Kondensator 65. Die >o Proportionalverstärkung des Reglers wird durch die Widerstände 51 und 63 bestimmt. Bei höheren Frequenzen schaltet der Kondensator 62 den Widerstand 61 parallel zum Widerstand 63 und erhöht damit die Verstärkung. Mit Hilfe des Kondensators 52 wird die 2 > Gegenkopplung bei hohen Frequenzen erhöht und damit die Verstärkung verringert Das Regel- und Einschwingverhalten des Belichtungsreglers wird also im wesentlichen durch die Elemente 61, 62, 63, 51, 52 bestimmt. so

Der Widerstand 72 ist als Serienwiderstand für die Zenerdiode 66 vorgesehen, die eine stabilisierte Spannung von 5,1 Volt erzeugt, wobei der Spannungsteiler 71/70 eine Miller-Spannung von 3,1 Volt bildet.

Nachdem die Wirkungsweise der Schaltungsanord- ü nung der F i g. 2 für den Normalbetrieb beschrieben ist, soll im folgenden erläutert werden, wie diese Schaltungsanordnung bei Auf-, Ab- und Überblendungen arbeitet Im Gegensatz zum Normalbetrieb ist hierbei der Transistor 46 nicht ständig durchgeschaltet Hierzu 4i> wird zweckmäßigerweise am Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 47, der Basis des Transistors 46 und dem Widerstand 53 eingegriffen, d. h. der Sollwert wird verändert Eine Verringerung des Sollwerts, also die Erhöhung der Spannung an diesem Punkt, führt zu 4'> einer Abblendung. Wird der Sollwert dagegen erhöht, so wird aufgeblendet Die Veränderung der Ladespannung des Kondensators 47 kann beispielsweise durch zwei Stromquellen 54,55 erzielt werden, von denen die eine den Kondensator 47 lädt und die andere diesen so Kondensator 47 entlädt. Laden bedeutet dabei abblenden, während das Entladen dem Aufblenden entspricht

Nachteilig ist bei einer solchen Lösung, daß die Abblendzeit und die Aufblendzeit von der Bildfrequenz unabhängig sind, sofem die Stromquellen 54, 55 nicht mit der Bildfrequenz umgeschaltet werden. Für eine solche Umschaltung können Schalter 56,57 vorgesehen sein, deren Ansteuerung jedoch nur mit relativ hohem Aufwand durchführbar ist In der Zeichnung ist eine solche Ansteuerungsvorrichtung nicht dargestellt ω

Sind Auf- und Abblendzeit von der Bildfrequenz unabhängig, so führt dies in der Projektion zu unterschiedlichen Zeiten.

Dieser Nachteil läßt sich beseitigen, indem am Punkt 58 ein Rechtecksignal mit einem Tastverhältnis angelegt wird, das der jeweiligen Spannung am Kondensator 47 entspricht Die ÄC-Kombination, bestehend aus dem Kondensator 47 und dem Widerstand 53 integriert dieses Rechtecksignal in eine Rampe. Sehr einfach läßt sich ein solches Rechtecksignal mittels eines Microcomputers realisieren. Die mathematische Funktion eines solchen Microcomputers erfüllt bei einen Abblendprograrnm folgende Bedingungen:

U =

3.5 Volt 0 < /<_L 7-

(I Volt — T< ι < T

Dabei bedeuten:

U = Ausgangsspannung des Microcomputer t = Zeit

U\ = Zahl der bereits abgelaufenen Bildet im Programm
T — Periodendauer der Rechteckspannung

Bei einem Aufblendprogramm lauten die Bedingungen:

U =

3,5 Volt 0 < ι < I 1 - -^i- ) T

OVoIt [ 1 --^- \Τ<ι< T

Man kann auch andere Funktionen realisieren, um zum Beispiel aus einer Rechteckamplitude von 5 Volt eine Maximalspannung von lediglich 3,5 Volt zu erzeugen. Ferner kann man die Abblendfunktion stärker progressiv machen, um die abnehmende Kreisverstärkung auszugleichen. Weiterhin ist es möglich, die Aufblendung nicht ab dem Sollwert Null beginnen zu lassen, sondern von einem anderen Sollwert, um zu erreichen, daß der Motor 2, der eine gewisse Anlaufspannung benötigt, sofort losläuft

Hierfür können beispielsweise folgende Bedingungen erfüllt ssin.

Abblendung weich:

5 Volt 0 < ,

u-

116

OVoIt

U₁

T<i<T

116

U = 5 Volt 80 > i/, > 60 80

U, <60

i/ =

5 Volt 0 <

OVoIt

145

T<t<T

t/, >80

Abblendung hart:

5 Voll 0 < ι < ^- T 116

0 Volt T< ι < T

116

U = 5 Volt 40 > U_] > 30

U₁ < 30

U =

5 Volt 0 < / < -^- T 145

0 Volt -^- T<KT 145

Aufblendung weich:

5 Volt 0 <r<

t/, < 40

OVoIt

145

U = 0 Volt Aufblendung hart:

5 Volt 0

t/ =

ovoit

145

ty = ο Volt

145

<T

145

T<,<r

t/, < 80

>80

U₁ <40

>40

In der F i g. 3 ist der Spannungsverlauf dargestellt, der des Transistors 46 anstehende Spannung dar, die sich sich aufgrund der vorstehend genannten Bedingungen aus der Integration der am Punkt 58 anstehenden ergibt. Die Spannung Uint stellt dabei die an der Basis Spannung i/aus dem Microcomputer ergibt

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltung zur Durchführung von Ab-, Auf- und Oberbiendungsvorgängen in Laufbildkameras mit einer von einem Motor angetriebenen Blende, einem lichtelektrischen Element, das den durch die Blende auf dieses lichtelektrische Element fallenden Lichtstrom in eine elektrische Größe umwandelt, und einem Soll-Ist-Wert-Vergleicher, der sowohl mit einer der elektrischen Größe des lichtelektrischen Elements zugeordneten Größe als auch mit einer willkürlich veränderbaren Größe beaufschlagt wird und der unmittelbar oder mittelbar den Motor ansteuert, und mit einer Einrichung zur Erzeugung von Rechteckimpulszügen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Integrator (20; 47, 53) vorgesehen ist, der sowohl mit dem Soll-Ist-Wert-Vergleicher {10,48) als auch mit der Einrichtung zur Erzeugung von Rechteckimpulszügen (54,57; 55,56; 24) verbunden ist, wobei das Tastverhältnis der Rechteckimpulszüge einstellbar ist.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tastverhältnis synchron mit der Bildfrequenz geändert wird, so daß bei großer Bildfrequenz eine schnelle Änderung des Tastverhältnisses und bei kleiner Bildfrequenz eine langsame Änderung des Tastverhältnisses erreicht wird.

3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Integrator ein ÄC-Glied (47, 53) vorgesehen ist.

4. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Integrator ein mit einem Kondensator (25) rückgekoppelter Operationsverstärker (20) vorgesehen ist.

5. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Einrichtung zur Erzeugung der RechteckimpulszUge ein Mikrocomputer (24) vorgesehen ist

6. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Einrichtung zur Erzeugung der Rechteckimpulszüge zwei Stromquellen (54, 55) vorgesehen sind, die mittels steuerbarer Schalter (56, 57) mit der Basis eines Transistors (46) verbunden sind, wobei der Emitter dieses Transistors (46) an einem Eingang des Vergleichers (48) liegt.

7. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vergleicher (10, 48) eine Diode (19,49) nachgeschaltet ist.